JP2015520464A - ヘッド・アクチュエータを正確に位置決めするためのテープ・ドライブおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】物理的外乱がある状態でヘッド・アクチュエータを正確に位置決めするための装置および方法を提供すること。【解決手段】物理的外乱がある状態でヘッド・アクチュエータを正確に位置決めするように構成されたテープ・ドライブを開示する。テープ・ドライブは、ヘッド・アクチュエータを磁気テープ上のデータ・トラックの上に位置決めするためのトラック追従コントローラを備える。テープ・ドライブはさらに外乱オブザーバを備え、この外乱オブザーバは、振動外乱を推定し補償信号を出力して、振動がある状態でトラック追従コントローラがヘッド・アクチュエータをデータ・トラックの上に正確に位置決めするのを補助するように構成される。外乱オブザーバは、振動外乱を推定するとき、テープ・ドライブに関連する振動仕様から導出された周波数特性、または、テープ・ドライブによって経験される既知の振動外乱から導出された周波数特性など、振動周波数特性を考慮する。対応する方法も開示する。【選択図】図１

Description

本発明は、テープ・ドライブ中で振動外乱を推定および制御するためのテープ・ドライブおよび方法に関する。

テープ・ドライブ・システムの信頼できる動作には、衝撃および振動条件下での頑強な性能が必要である。標準的な振動プロファイルは、テープ・ドライブがその加速度入力の下で確実に動作しなければならないという加速度入力で表した仕様を記述する。テープ・ドライブ・システムのトラック密度の増加は、今日の環境では常だが、トラック密度が増加するにつれて、信頼できる動作を振動条件下で保証するのはより難しくなる。これは、少なくとも部分的には、トラック密度が高いほど、読み／書き動作中に耐えられる誤差の量が減少するからである。

テープ・ドライブ中では、横方向テープ移動（ＬＴＭ）と、振動などの外乱とがある状態で、一般にトラック追従コントローラ（track-follow controller）を使用してヘッド・アクチュエータがデータ・トラックの中心線上に正確に位置決めされる。トラック密度の増加をサポートすると共に振動環境の特別な要件をサポートするには、信頼できるテープ・ドライブ動作を提供するための向上したトラック追従性能が必要とされる。

現在、振動環境でトラック追従性能を向上させるための手法として、２つの手法がある。第１の手法は、振動の変化に応答して２つのトラック追従コントローラ間で切り替えることを含む。低振動条件の間は、低帯域幅コントローラが使用される。高振動条件の間は、高帯域幅コントローラが使用されるが、高帯域幅コントローラは、低振動条件の間は、より信頼性が低い。この手法は、振動条件の始まりと終わりを確実に検出する必要があること、コントローラ間で切り替えるときに過渡的挙動を呈すること、ならびに、ハイブリッド制御方式のせいで安定性および性能を評価するのが難しいことの点で、欠点を有する。

第２の手法は、外乱オブザーバを利用して、振動外乱の場合にトラック追従コントローラを補助するものである。外乱オブザーバは、アクチュエータの位置測定値と、アクチュエータ・モデルの反転とを使用して、振動外乱を推定する。この外乱推定値を使用して、外乱の影響が補償される。この手法は、反転されたシステム力学の良好かつ安定した推定値が必要であること、および、外乱の周波数特性を考慮しないことの点で、欠点を有する。ローパス・フィルタが、信頼できる推定値が提供される周波数範囲を決定する。

上記に鑑みて、テープ・ドライブ中で振動外乱をより効果的に推定および制御するための装置および方法が必要とされている。

本発明は、当技術分野の現状を受けて開発されたものであり、特に、現在利用可能な装置および方法によってまだ完全に解決されていない、当技術分野における問題および必要性を受けて開発されたものである。したがって、本発明は、物理的外乱がある状態でヘッド・アクチュエータを正確に位置決めするための装置および方法を提供するために開発されたものである。本発明の特徴および利点は、後続の記述および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろうし、または、後述するように本発明を実践することによって学習されるであろう。

上記に従って、物理的外乱がある状態でヘッド・アクチュエータを正確に位置決めするように構成されたテープ・ドライブを開示する。テープ・ドライブは、ヘッド・アクチュエータを磁気テープ上のデータ・トラックの上に位置決めするためのトラック追従コントローラを備える。テープ・ドライブはさらに外乱オブザーバを備え、この外乱オブザーバは、振動外乱を推定し補償信号を出力して、振動がある状態でトラック追従コントローラがヘッド・アクチュエータをデータ・トラックの上に正確に位置決めするのを補助するように構成される。外乱オブザーバは、振動外乱を推定するとき、テープ・ドライブに関連する振動仕様から導出された周波数特性、または、テープ・ドライブによって経験される既知の振動外乱から導出された周波数特性など、振動周波数特性を考慮する。

本明細書では、対応する方法も開示し、特許請求する。

本発明の利点がすぐに理解されるように、上に簡単に述べた本発明に関するより詳細な記述を、添付の図面に示す特定の実施形態に関して提供する。これらの図面が、本発明の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがってその範囲を限定するものと見なされるべきでないことを理解した上で、添付の図面を使用して本発明についてさらに具体的かつ詳細に記述および説明する。

テープ・ドライブについての振動仕様の例を示すグラフである。 テープ・ドライブ中でトラック追従性能を向上させるための第１の従来手法を示す高レベル・ブロック図である。 テープ・ドライブ中でトラック追従性能を向上させるための第２の従来手法を示す高レベル・ブロック図である。 本発明による改良された外乱オブザーバの設計定式化を示す高レベル・ブロック図である。 本発明による改良された外乱オブザーバを実現する際に使用されるＨ^∞フィルタ・フレームワークの例を示す図である。 外乱オブザーバの動作を改善するための様々な重み付け関数を示すグラフである。 本発明による外乱オブザーバを使用するテープ・ドライブに加えられた実験的な加速度スペクトルを示すグラフである。 順方向に動作しているときの、非振動環境における３つの異なるシナリオでのテープ・ドライブの性能を示す図である。 順方向に動作しているときの、振動環境における３つの異なるシナリオでのテープ・ドライブの性能を示す図である。 逆方向に動作しているときの、非振動環境における３つの異なるシナリオでのテープ・ドライブの性能を示す図である。 逆方向に動作しているときの、振動環境における３つの異なるシナリオでのテープ・ドライブの性能を示す図である。 振動振幅に応じた、３つの異なるシナリオでのテープ・ドライブの性能を示す図である。

本明細書において一般に記述および図示される本発明の構成要素を、幅広い種々の構成で配置および設計できることは、すぐに理解されるであろう。したがって、図に表される、本発明の実施形態に関する後続のより詳細な記述は、特許請求される本発明の範囲を限定する意図はなく、本発明による現在企図される実施形態のいくつかの例を表すに過ぎない。ここに記述する実施形態は、図面を参照することによって最もよく理解されるであろう。図面全体を通して、同じ部分は同じ数字によって示す。

当業者には理解されるであろうが、本発明は、装置、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品として具体化することができる。さらに、本発明は、ハードウェア実施形態、ハードウェアを動作させるように構成されたソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または、ソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形をとることができ、本明細書ではこれらを全て「モジュール」または「システム」と一般に呼ぶ場合がある。さらに、本発明は、コンピュータ使用可能プログラム・コードが記憶された任意の有形の表現媒体において具体化されるコンピュータ使用可能記憶媒体の形をとることもできる。

１つまたは複数のコンピュータ使用可能またはコンピュータ可読記憶媒体の、任意の組合せを利用して、コンピュータ・プログラム製品を記憶することができる。コンピュータ使用可能またはコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、または半導体の、システム、装置、またはデバイスとすることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非網羅的なリスト）は、１つもしくは複数のワイヤを有する電気接続、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能な読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭもしくはフラッシュ・メモリ）、光ファイバ、ポータブル・コンパクト・ディスク読取専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）、光学記憶デバイス、または磁気記憶デバイスを含みうる。この文書のコンテキストでは、コンピュータ使用可能またはコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって使用されるかまたはそれらに関連して使用されるプログラムを、収録、記憶、または搬送することのできる、任意の媒体とすることができる。

本発明の動作を実施するためのコンピュータ・プログラム・コードは、Ｊａｖａ（Ｒ）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および、「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含めた、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書かれてよい。本発明を実現するためのコンピュータ・プログラム・コードはまた、アセンブリ言語などの低水準プログラミング言語で書かれてもよい。

以下では、本発明を、本発明の実施形態による方法、装置、システム、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート説明またはブロック図あるいはその両方に関して述べる場合がある。フローチャート説明またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、および、フローチャート説明またはブロック図あるいはその両方の中のブロックの組合せを、コンピュータ・プログラム命令またはコードによって実現できることは理解されるであろう。これらのコンピュータ・プログラム命令を、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに提供して、マシンを生み出すことができ、したがって、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行される命令は、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロック中で指定される機能／行為を実現する手段をもたらす。

コンピュータ・プログラム命令はまた、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されてよく、このコンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置に、特定の方式で機能するよう指示することができ、したがって、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された命令は、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロック中で指定される機能／行為を実現する命令手段を含む製造品を生み出す。コンピュータ・プログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理装置にロードされてよく、それにより、コンピュータまたは他のプログラム可能装置上で一連の動作ステップが実施されて、コンピュータ実装プロセスが生み出され、したがって、コンピュータまたは他のプログラム可能装置上で実行される命令は、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロック中で指定される機能／行為を実現するためのプロセスを提供する。

図１を参照すると、前述のように、標準的な振動プロファイルを使用して、テープ・ドライブがその加速度入力の下で確実に動作しなければならないという加速度入力で表した仕様を記述することができる。図１には、標準的な振動プロファイルの様々な例を提供する。図示のように、例示的な各振動プロファイル（すなわち「ＤｅｌｌＳｐｅｃ」、「Ｖ４」、「Ｖ５」）において、加速度入力は、振動周波数に応じて変動する。例えば、「Ｖ４」振動仕様では、テープ・ドライブが確実に動作しなければならない加速度入力は、振動周波数が約３０Ｈｚに達するまで上昇し、約３０Ｈｚに達した後で低下する。他の振動プロファイル（すなわち「ＤｅｌｌＳｐｅｃ」、「Ｖ５」）も同様の特性を呈する。後でより詳細に説明するように、本発明による改良された外乱オブザーバの利点の１つは、振動外乱を推定するときに、図１に示すものなどの振動仕様から導出された周波数特性など、振動周波数特性を考慮できることである。

図２を参照すると、振動環境でトラック追従性能を向上させるための第１の従来手法が示されている。図示のように、第１の手法は、振動の変動に応答して２つのトラック追従コントローラＫ_１、Ｋ_２の間で切り替えることを含む。低帯域幅コントローラＫ_１は、低振動条件で使用することができる。高帯域幅コントローラＫ_２は、高振動条件で使用することができるが、低振動条件の間は、より信頼性が低い場合がある。図２では、ブロックＧは、ヘッド・アクチュエータ、すなわち、どんな横方向テープ移動も追従するように動いている機械的デバイスを表す。ブロックＳ_ＰＥＳは、サーボ測定ユニットであり、これは、アクチュエータ位置とテープ位置との差の測定値を提供する。入力ｄは横方向テープ移動を示し、入力ｄ_ｉは振動を示し、入力ｎは雑音を示す。入力ｒは、追従すべき基準トラックを示し、出力ｙ_ｍは、テープ位置に対するアクチュエータの測定値（すなわち位置）を示す。

図示のように、測定値ｙ_ｍが入力ｒから減算されて、位置誤差信号（ＰＥＳ）が得られ、これは、現在使用されているコントローラＫ_１、Ｋ_２に供給される。ＰＥＳ信号は、アクチュエータが基準トラックから逸脱する量に従って変動する。ＰＥＳ信号に応答して、現在使用されているコントローラＫ_１、Ｋ_２は、基準トラックをより近く追従するようにアクチュエータの位置を補正する。前述のように、この手法は、振動条件の始まりと終わりを確実に検出する（コントローラＫ_１、Ｋ_２間で切り替えるために）必要があること、２つのコントローラＫ_１、Ｋ_２間で切り替えるときに過渡的挙動を呈すること、ならびに、ハイブリッド制御方式のせいで安定性および性能を評価するのが難しいことの点で、欠点を有する。

図３を参照すると、振動環境でトラック追従性能を向上させるための第２の従来手法が示されている。図示のように、第２の手法は、外乱オブザーバ３００を利用して、トラック追従コントローラＫが振動外乱を補償するのを補助する。外乱オブザーバ３００は、位置測定値ｙ_ｍをアクチュエータ・モデルの反転（すなわち

、以降Ｇハット^−１と記載する。）の推定値への入力として使用し、アクチュエータ入力ｕをサーボ測定ユニットの推定値（すなわち

、以降Ｓハット_ＰＥＳと記載する。）への入力として使用して、振動外乱を推定する。Ｇハット^−１の出力が、Ｓハット_ＰＥＳの出力から減算される。次いで、この結果が、ローパス・フィルタ３０２の中を通されて、高周波数分が除去される。次いで、推定された外乱ｕ_ＤＯがコントローラ出力から減算されて、アクチュエータ入力ｕが生み出される。この手法の主な欠点は、反転されたシステム力学（これは正確に推定するのが難しい可能性がある）の良好かつ安定した推定値が必要であること、および、外乱の周波数特性を考慮しないことである。ローパス・フィルタ３０２が、振動外乱推定値が提供される周波数範囲を決定する。

図４を参照すると、本発明による改良された外乱オブザーバ４００の設計定式化が示されている。このような外乱オブザーバ４００は、図２および３に関連して述べた従来手法よりもかなりうまく機能する。後でより詳細に説明するように、図３の従来の外乱オブザーバ３００とは異なり、改良された外乱オブザーバ４００は、振動外乱を推定するときに、振動仕様から導出された周波数特性など、振動周波数特性を考慮する。一実施形態では、図３に関して述べたように、推定された振動をトラック追従コントローラＫの出力に加えて、閉ループ・トラック追従を補助することができる。別法として、図２に関して述べたように、複数のトラック追従コントローラＫ_１、Ｋ_２の間で切り替えるために、推定された振動を使用して振動環境を確実に検出することができる。このように、改良された外乱オブザーバ４００は、有利にも、トラック追従を補助するために種々の構成で使用することができる。

いくつかの実施形態では、本発明による改良された外乱オブザーバ４００は、Ｈ^∞フィルタリング・フレームワーク（「ミニマックス」フィルタリング・フレームワークとも呼ばれる）を利用するフィルタＦを備える。例示する実施形態では、フィルタＦは、２つの入力（すなわち、アクチュエータＧへの入力ｕ_ｉ、およびアクチュエータ位置測定値ｙ_ｍ）と、１つの出力（すなわち、振動外乱の推定値

、以降ｕハット_ｄと記載する。）とを含む。図３に示した従来の外乱オブザーバ３００とは異なり、フィルタＦは、テープ・ドライブに関連する振動仕様に基づいて最適化されてよく、または、テープ・ドライブによって経験されることがわかっている実際の振動外乱に基づいて最適化されてよい。従来の外乱オブザーバ３００で行われるようにアクチュエータ・モデルの反転（すなわちＧハット^−１）を推定する代わりに、反転されたアクチュエータ・モデルをフィルタ設計に組み込むことができる。フィルタＦはまた、テープ−ヘッド・スキュー／横方向位置の結合影響を組み込んだモデルなど、より複雑なアクチュエータ・モデルを考慮することもできる。したがって、いくつかの実施形態では、フィルタＦは、テープ−ヘッド・スキューと、横方向テープ振動との両方を補償するように構成されてよい。

図５は、本発明による改良された外乱オブザーバ４００のフィルタＦを設計するために利用できるＨ^∞フィルタ・フレームワークの例を示す高レベル・ブロック図である。Ｈ^∞フィルタ・フレームワークは、最適なフィルタＦを設計するために、テープ・ドライブ・システム４０２の特性、ならびにテープ・ドライブに対する性能要件（振動仕様または他の仕様によって決定される）を考慮することができる。図５に示すように、ブロックＰはテープ・ドライブ・システム４０２を表し、ブロックＦはフィルタを表す。図５にさらに示すように、ｗは、システムＰへの入力（すなわちｕ_ｉ、ｄ、ｎ）を表し、ｙは、フィルタＦへの入力（すなわちｕ_ｉ、ｙ_ｍ）を表し、ｕは、フィルタＦの出力（ｕハット_ｄ）（本明細書では補償信号とも呼ばれる）を表す。このフィルタリング定式化は、値ｚ（すなわち実際の振動外乱ｕ_ｄと推定された振動外乱ｕハット_ｄとの差）を最小化して最適なフィルタＦを設計することを試みる。図５に示す状態空間方程式は、値ｚを最小化するためにシステムＰによって記述されるテープ・システムの特性および性能要件を記述する、Ｈ^∞フィルタリング定式化の一例を提供する。

図５に示す状態空間方程式は、図４に示される増補された重み付けフィルタＷ_ｄ、Ｗ_ｎと共に、システムの力学を記述する。特に、システムの状態変数Ｇ、Ｓ_ＰＥＳ、Ｗ_ｄ、Ｗ_ｎが、それぞれｘ_Ｇ、ｘ_Ｓ、ｘ_ｄ、ｘ_ｎによって記述される。システムＧは、行列Ａ_Ｇ、Ｂ_Ｇ、Ｃ_Ｇ、Ｄ_Ｇによって、状態−空間の形で表される。同様に、Ｓ_ＰＥＳは、行列Ａ_Ｓ、Ｂ_Ｓ、Ｃ_Ｓ、Ｄ_Ｓによって、状態−空間の形で表される。Ｗ_ｎは、行列Ａ_ｎ、Ｂ_ｎ、Ｃ_ｎ、Ｄ_ｎによって、状態−空間の形で表される。最後に、Ｗ_ｄは、行列Ａ_ｄ、Ｂ_ｄ、Ｃ_ｄ、Ｄ_ｄによって、状態−空間の形で表される。

本明細書に述べるＨ^∞フィルタ・フレームワークは、本発明による外乱オブザーバ４００を設計するのに使用できるフィルタ・フレームワークの一例に過ぎないことを認識されたい。他の実施形態では、Ｈ２フィルタリングやカルマン・フィルタリングなど、他のフィルタ・フレームワークを使用して、本発明による改良された外乱オブザーバ４００中で使用される最適なフィルタＦを生み出すことができる。

図４も一般に参照しながら図６を参照すると、図示のように、重み付け関数Ｗ_ｄ、Ｗ_ｎ（本明細書では重み付けモジュールＷ_ｄ、Ｗ_ｎとも呼ばれる）をシステム入力ｄ、ｎに適用して、いくつかの振動周波数において外乱オブザーバ４００をより強力にすることができる。重み付け関数Ｗ_ｄは、実際の振動外乱ｄの周波数特性を取り込んで振動外乱信号ｕ_ｄを出力することができ、この振動外乱信号ｕ_ｄは、望まれる重み付けプロファイルに従って重み付け（すなわち増幅）される。図６に、このような重み付けプロファイルＷ_ｄの一例を示す。図示のように、重み付けプロファイルＷ_ｄは、約３０Ｈｚで最大値に達し、これは、図１に示した振動プロファイル「Ｖ４」のピーク値に大まかに対応する。したがって、いくつかの実施形態では、重み付けプロファイルＷ_ｄは、望まれる振動仕様に大まかに対応するものとすることができる。他の実施形態では、重み付けプロファイルＷ_ｄは、テープ・ドライブによって経験される既知の周波数振動に対応するように設計される。同様の重み付けプロファイルＷ_ｎを、雑音ｎについて提供することができる。図６の例では、重み付けプロファイルＷ_ｎは、ハイパス・フィルタとしての役割を果たす。すなわち、より低い周波数の雑音は除去し、より高い周波数の雑音は通過させる。他の重み付けプロファイルＷ_ｄ、Ｗ_ｎも可能であり、本発明の範囲内である。

図７を参照すると、本発明による改良された外乱オブザーバ４００の性能を決定するために、本発明者らは、改良された外乱オブザーバ４００を備えるテープ・ドライブを振動環境にさらした。こうするために、本発明者らは、テープ・ドライブをシェーカ・デバイスに搭載し、加速度計を使用して、加えられる振動を測定した。実験中にテープ・ドライブに加えられた加速度スペクトルを図７に示す。図７から観察できるように、加えられた加速度スペクトルは、図１に示した振動仕様「Ｖ４」に概して似ている。次いで、テープ・ドライブの性能を、３つの異なるシナリオ、すなわち（１）外乱オブザーバのない標準的なトラック追従コントローラ、（２）図３に示したものなどの従来の外乱オブザーバ３００を使用するトラック追従コントローラ、および（３）図４に示したものなどの本発明による改良された外乱オブザーバ４００を使用するトラック追従コントローラ、について測定した。

閉ループ動作の間、および振動が加えられている状態では、外乱オブザーバのない標準的なトラック追従コントローラは、標準偏差６０４ｎｍの位置誤差信号（ＰＥＳ）を生成した。従来の外乱オブザーバを使用するトラック追従コントローラは、標準偏差４９４ｎｍのＰＥＳ信号を生成した。本発明による改良された外乱オブザーバ４００を使用するトラック追従コントローラは、標準偏差４４８ｎｍのＰＥＳ信号を生成した。このように、改良された外乱オブザーバ４００は、振動外乱を補償する際のテープ・ドライブの性能を大きく向上させた。

図８〜１２を参照するが、上に列挙した３つの異なるシナリオについて、振動条件下と非振動条件下でテープ・ドライブに対して様々なテストを実施した。図８に、順方向に動作しているときの、非振動環境における３つのシナリオについてのテープ・ドライブの性能を示す。図９に、順方向に動作しているときの、振動環境における３つのシナリオについてのテープ・ドライブの性能を示す。図１０に、逆方向に動作しているときの、非振動環境における３つのシナリオについてのテープ・ドライブの性能を示す。図１１に、逆方向に動作しているときの、振動環境における３つのシナリオについてのテープ・ドライブの性能を示す。図１２に、振動振幅に応じた、３つのシナリオについてのテープ・ドライブの性能を示す。

図８から観察できるように、振動がない状態で順方向に動作するとき、３つのシナリオの各々は、同様の位置誤差信号（ＰＥＳ）性能を呈した。しかし、図９から観察できるように、改良された外乱オブザーバ４００（すなわちＨ^∞フィルタリング・フレームワークを使用するように設計された外乱オブザーバ４００）を利用するテープ・ドライブのＰＥＳ性能は、外乱オブザーバなしのテープ・ドライブ、または従来の外乱オブザーバ３００を使用するテープ・ドライブの性能よりもかなりよかった。

同様に、図１０から観察できるように、振動がない状態で逆方向に動作するとき、３つのシナリオの各々は、同様の位置誤差信号（ＰＥＳ）性能を呈した。しかし、図１１から観察できるように、改良された外乱オブザーバ４００を利用するテープ・ドライブのＰＥＳ性能は、外乱オブザーバなしのテープ・ドライブ、または従来の外乱オブザーバ３００を使用するテープ・ドライブの性能よりもかなりよかった。

図１２から観察できるように、変動する振動振幅の下では、改良された外乱オブザーバ４００を利用するテープ・ドライブのＰＥＳ性能は、外乱オブザーバなしのテープ・ドライブ、または従来の外乱オブザーバ３００を使用するテープ・ドライブの性能よりもかなりよかった。

図中のフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ使用可能媒体の可能な実装形態の、アーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関して、フローチャートまたはブロック図中の各ブロックは、モジュール、セグメント、またはコード部分を表すことができ、これは、指定される論理機能（複数可）を実現するための１つまたは複数の実行可能命令を含む。また、いくつかの代替実装形態では、ブロック中で示される機能は、図中で示される順序とは異なる順序で生じる場合があることにも留意されたい。例えば、関連する機能に応じて、連続して示される２つのブロックが実際にはほぼ同時に実行される場合もあり、またはこれらのブロックが逆の順序で実行されることもある。また、ブロック図またはフローチャート説明あるいはその両方の各ブロック、および、ブロック図またはフローチャート説明あるいはその両方の中のブロックの組合せは、指定される機能もしくは行為を実施する専用ハードウェアベースのシステムによって、または、専用ハードウェアとコンピュータ命令との組合せによって、実現されてよいことにも気付くであろう。

Claims (20)

1. 物理的外乱がある状態でヘッド・アクチュエータを正確に位置決めするためのテープ・ドライブであって、
   ヘッド・アクチュエータを磁気テープ上のデータ・トラックの上に位置決めするためのトラック追従コントローラと、
   振動外乱を推定し補償信号を出力して、振動がある状態で前記トラック追従コントローラが前記ヘッド・アクチュエータを前記データ・トラックの上に正確に位置決めするのを補助するように構成された外乱オブザーバとを備え、前記外乱オブザーバが、前記振動外乱を推定するときに振動周波数特性を考慮する、テープ・ドライブ。
2. 前記振動周波数特性が、前記テープ・ドライブに関連する振動仕様から導出される、請求項１に記載のテープ・ドライブ。
3. 前記振動周波数特性が、前記テープ・ドライブによって経験される既知の振動外乱から導出される、請求項１に記載のテープ・ドライブ。
4. 前記外乱オブザーバが、重み付けモジュールを使用して、前記ヘッド・アクチュエータによって経験される実際の振動外乱に重み付けプロファイルを適用するように設計され、前記重み付けプロファイルが前記振動周波数特性を記述する、請求項１に記載のテープ・ドライブ。
5. 前記外乱オブザーバがＨ^∞フィルタ・フレームワークを利用して前記振動外乱を推定する、請求項１に記載のテープ・ドライブ。
6. 前記Ｈ^∞フィルタ・フレームワークが前記ヘッド・アクチュエータのモデルを利用する、請求項５に記載のテープ・ドライブ。
7. 前記外乱オブザーバが、前記ヘッド・アクチュエータを制御する制御入力と、前記磁気テープに対する前記ヘッド・アクチュエータの位置を示す位置測定信号とを入力として受け取る、請求項１に記載のテープ・ドライブ。
8. 前記補償信号が前記トラック追従コントローラの出力に加えられる、請求項１に記載のテープ・ドライブ。
9. 前記補償信号が、前記テープ・ドライブ内のテープ−ヘッド・スキューと横方向振動との両方を補償するように構成された、請求項１に記載のテープ・ドライブ。
10. 前記トラック追従コントローラが、振動条件下で動作するための第１のコントローラと、非振動条件下で動作するための第２のコントローラとを備え、前記推定された振動外乱を記述する前記補償信号を使用して前記第１のコントローラと前記第２のコントローラとの間で切り替えられる、請求項１に記載のテープ・ドライブ。
11. 物理的外乱がある状態でヘッド・アクチュエータを正確に位置決めするための方法であって、
    ヘッド・アクチュエータを磁気テープ上のデータ・トラックの上に位置決めするためのトラック追従コントローラを提供すること、および、
    振動外乱を推定し補償信号を出力して、振動がある状態で前記トラック追従コントローラが前記ヘッド・アクチュエータを正確に位置決めするのを補助することを含み、前記振動外乱を推定することが、前記振動外乱を推定するときに振動周波数特性を考慮することを含む、方法。
12. 前記振動周波数特性を振動仕様から導出することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記振動周波数特性を実際の振動外乱から導出することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記ヘッド・アクチュエータによって経験される実際の振動外乱に重み付けプロファイルを適用することをさらに含み、前記重み付けプロファイルが前記振動周波数特性を記述する、請求項１１に記載の方法。
15. 前記振動外乱を推定することが、Ｈ^∞フィルタ・フレームワークを利用して前記振動外乱を推定することを含む、請求項１１に記載の方法。
16. 前記Ｈ^∞フィルタ・フレームワークを利用することが、前記ヘッド・アクチュエータのモデルを利用するＨ^∞フィルタ・フレームワークを利用することを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記振動外乱を推定することが、前記ヘッド・アクチュエータを制御する制御入力と、前記磁気テープに対する前記ヘッド・アクチュエータの位置を示す位置測定信号とを入力として受け取ることを含む、請求項１１に記載の方法。
18. 前記補償信号を前記トラック追従コントローラの出力に加えることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
19. 前記トラック追従コントローラを補助することが、テープ−ヘッド・スキューと横方向振動との両方を補償することを含む、請求項１１に記載の方法。
20. 前記トラック追従コントローラが、振動条件下で動作するための第１のコントローラと、非振動条件下で動作するための第２のコントローラとを備え、前記推定された振動外乱を記述する前記補償信号を使用して前記第１のコントローラと前記第２のコントローラとの間で切り替えられる、請求項１１に記載の方法。

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